Termodinamica

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ÍNDICE

1. OBJETIVO3
ETAPA 1 – PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS 4
2.1. Passo 1 – ETAPA 1 4
2.2.1. Cálculos Passo 15
2.2. Passo 2 – ETAPA 16
2.3.2. Cálculos Passo 26
2.3. Passo 3 – ETAPA 16
2.4.3. Cálculos Passo 37
2.4. Passo 4 – ETAPA 17
2.5.4. Cáculos Passo 47
ETAPA 2 – DIAGRAMA DE FASE9
2.5. Passo 1 – ETAPA 2112.6.5. Cálculos11
2.6. Passo 2 – ETAPA 211
2.7. Passo 3 – ETAPA 212
2.8. Passo 4 – ETAPA 214
ANEXOS16
2.9. TABELA TERMODINÂMICA – ÁGUA SATURADA EM
* FUNÇÃO DA TEMPERATURA B1.1.16
2.10. TABELA TERMODINÂMICA – ÁGUA SATURADA EM
* FUNÇÃO DA TEMPERATURA B1.1. (CONTINUAÇÃO)17
2.11. TABELA TERMODINÂMICA – ÁGUA SATURADA EM
*FUNÇÃO DA PRESSÃO B1.2.18
2.12. TABELA TERMODINÂMICA – ÁGUA SATURADA EM
* FUNÇÃO DA PRESSÃO B1.2. (CONTINUAÇÃO)19

2.13. TABELA TERMODINÂMICA – VAPOR D’ÁGUA
* SUPERAQUECIDO B1.3.20

CONCLUSÕES 21
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS22
*

1. OBJETIVO

Tem como objetivo favorecer a aprendizagem, estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente eeficaz, promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo, oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem, promover a aplicação de teoria e conceitos para a solução de problemas relativos à profissão. Assim colocando em prática conhecimentos adquiridos em sala de aula e com o auxilio do professor, sendo capaz de identificar, pesquisar, dimensionar, analisar e avaliar processos e dispositivosbaseados nos princípios da termodinâmica.

2. ETAPA 1 – PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS

Nesta etapa iniciaremos os estudos de termodinâmica, aprendendo a identificar, representar e calcular os conceitos iniciais como pressão, volume e temperatura. As propriedades termodinâmicas podem ser divididas em duas classes gerais, as intensivas e as extensivas.
 Propriedade Extensiva - Chamamos depropriedade extensiva aquela que depende do tamanho (extensão) do sistema e/ou volume de controle. Assim, se subdividirmos um sistema em várias partes (reais ou imaginárias) e se o valor de uma dada propriedade for igual à soma das propriedades das partes, esta é uma variável extensiva. Por exemplo: Volume, Massa etc.

Propriedade Intensiva - Ao contrário da propriedade extensiva, a propriedadeintensiva, independe do tamanho do sistema. Exemplo: Temperatura, Pressão etc.

Propriedade Específica - Uma propriedade específica de uma dada substância é obtida, dividindo-se uma propriedade extensiva pela massa da respectiva substância contida no sistema. Uma propriedade específica é também uma propriedade intensiva do sistema.

2.1 Passo 1 – ETAPA 1
Calcular qual deve ser a pressãointerna do globo
De acordo com a turbina construída por Hero, para efeito de curiosidade, era constituída por um globo, contendo água e, do qual, vapor fervente poderia escapar através de dois bocais, como mostrado na figura.

Máquina de Hero

Fogo colocado abaixo de um recipiente fervia a água e vapor escapava pelos tubos verticais, entrando no globo. Conforme o vapor era expelido pelosbocais, o globo era colocado em movimento giratório. Para que o globo gire é necessária uma força de 5N na extremidade de cada bocal, cada bocal tem o diâmetro de 0,5 cm.

2.2.1 Cálculos passo 1:

P= ?
F= 5 N
D= 0,5 cm → 0,005 m

Area: π D24 =π 0,00524 =19,6 ∙10-6 m2

Pressão:
P= FA = 5 N19,6 ∙ 10-6 m2 = 255102,041 Nm2→255,102 kPa

2.2 Passo 2 – ETAPA 1

Comparara pressão exercida pelo vapor d’agua sobre o globo, encontrada no passo 1, e a pressão interna de um pneu de carro (30 PSI).

2.3.2 Cálculos Passo 2:

1 PSI = 6,89475 kPa 30 PSI = 206,8425 kPa

255,1026,89475 = 37 PSI

A Pressão encontrada no globo, 255,102 kPa ou 37 PSI é maior do que a pressão de um pneu de carro (30 PSI) que convertido do PSI para kPa obtém 206,8425 kPa....
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